Журнал ситового анализа

Масса грунта до опыта

Весовое и процентное содержание фракций, мм

Масса грунта после опыта

более 2,0

2,00 –0,50

0,50 –0,25

0,25 –0,10

0,10 – 0,05

менее 0,05

г

%

г

%

г

%

г

%

г

%

г

%

г

г

%

50

100

10. Результаты вычисления выражают с точностью до 0,1% и заносят в таблицу 1. Допустимая потеря должна составить не более 0,5%, при большем расхождении анализ повторяют.

11. Для построения кривой гранулометрического состава необходимо последовательно просуммировать содержание фракций, начиная с наиболее мелкой. Проводится это в табличной форме (табл. 2).

Таблица 2

Пример данных гранулометрического анализа

Отдельные фракции		Совокупность фракций
Диаметр фракций, мм	Содержание, %	Диаметр фракций, мм	Содержание, %
менее 0,10	29,0	0,10	29,0
0,10 – 0,25	33,7	0,25	62,7
0,25 – 0,50	19,1	0,50	81,8
0,50 – 2,00	6,1	2,00	87,9
более 2,00	12,0	более 2,00	99,9

12. По данным табл. 2 строят график. По оси абсцисс откладывают размеры фракций, а по оси ординат – суммарное содержание фракций (рис. 1). Наиболее удобным масштабом для графика является следующий: по оси абсцисс 1 см соответствует диаметру отверстий 0,1 мм, а по оси ординат 1 см – 10% суммарного содержания частиц.

13. По полученной кривой определяют коэффициент неоднородности гранулометрического состава. Для этого по графику находят размеры частиц, соответствующих ординате 10% (d₁₀) и 60% (d₆₀).

14. По приведенной выше классификации определяют разновидность песка.

Рис. 1 Интегральная кривая гранулометрического состава песчаного грунта

Расчет коэффициента фильтрации по результатам лабораторного определения гранулометрического состава грунта.

Движение воды в грунтах под действием перепада давлений, или фильтрации, в полностью водонасыщенных грунтах подчиняется линейному закону фильтрации – закону Дарси:

,

где υ – скорость фильтрации;

К_ф – коэффициент фильтрации (степень водопроницаемости);

I – градиент напора, представляющий собой отношение потери напора ∆H к длине

пути фильтрации ℓ.

Из этого выражения следует, что коэффициент фильтрации К_ф, являющийся мерой водопроницаемости грунта, представляет собой скорость фильтрации при напорном градиенте, равном единице. Он измеряется в м/сут, м/с, реже см/сут. Его величина зависит от геометрии порового пространства и гидродинамических свойств фильтрующейся жидкости (вязкости, плотности).

Коэффициент фильтрации используется при определении притока воды в строительные котлованы, проектировании дренажных сооружений, а также для расчета стабилизации осадок зданий и сооружений.

По степени водопроницаемости грунты подразделяют согласно таблице 1.

Таблица 1.

Разновидности грунтов по степени водопроницаемости

Разновидность грунтов	Коэффициент фильтрации Кф, м/сут
Неводопроницаемый Слабоводопроницаемый Водопроницаемый Сильноводопроницаемый Очень сильноводопроницаемый	Менее 0,005 От 0,005 до 0,30 включит. Свыше 0,30 до 3 включит. Свыше 3 до 30 включит. Свыше 30

Приближенно коэффициент фильтрации можно рассчитать по эмпирической формуле Газена:

,

где С – эмпирический коэффициент;

τ – температурная поправка, град.;

d₁₀ – диаметр, меньше которого в грунте содержится 10% частиц, мм.

Коэффициент С определяется ориентировочно: для однородных песков он равен 1200, для неоднородных средней крупности, крупных и гравелистых – 800, для неоднородных мелких и пылеватых – 400. Температурная поправка τ рассчитывается по формуле:

,

где t – температура фильтрующейся воды, град.

При расчетах необходимо учитывать, что формула Хазена применима для песков, d₁₀ которых изменяется в пределах от 0,1 до 3,0 мм, та коэффициент неоднородности (К) должен быть меньше или равен 5.

Порядок выполнения работы

1. Из лабораторной работы №3 взять исходные данные гранулометрического состава песчаного грунта и занести их в таблицу 2.

2. Определить приближенный коэффициент фильтрации по эмпирической формуле Хазена.

Таблица 2.